一种微电容式传感器检测电路的分析与改进

介绍了一种本实验室开发的集成传感器,它实现了敏感电容和接口电路在一块芯片上的集成.重点分析了它的接口电路,基于施密特触发器构建,实现敏感电容值以及参考电容值与频率值的转换,通过对两频率求差来抑制各种共模干扰.对样片进行了测试,输出频率与理论值有较大的偏差.通过分析,给出了测试结果发生偏差的原因.最后,给该电路设计了启动电路,改进了CMOS开关控制电路,重新对电路的结构进行了设计,实现了与实验室新一代传感器的集成.     

电容式湿度传感器设计

电容式湿度传感器是以高分子湿度湿敏电容器为基本感湿元件,利用单片机对测量结果进行分析处理、显示和远距离传输,测量准确度达±2.5%。     

微机械电容式加速度传感器信号电路设计

介绍了一种可用于差动电容敏感的加速度传感器的信号检测电路,给出了在电路中所用的电子元器件,同时进行分析,得到电路的输出电压和传感器信号电容变化量之间的关系.实验结果表明,该电路的线性高,测量差分电容变化的灵敏度好,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路.     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

实用型电容式传感器脉宽调制电路

本文介绍一种实用型电容式传感器前置电路,在分析其原理的基础上,给出了计算公式和时序波形,具有一定的实用价值.     

电容式传感器微电容检测电路的研究

基于MEMS技术研制的微电容传感器,其有效电容的实际变化量仅为飞法级。实验表明,二元调宽式信号拾取专用集成电路BH5001为检测微电容变化量建立了一个高信噪比的平台,结合优良的巴特沃斯低通滤波器和高品质的差动放大器,即可完成微电容的检测。     

CMOS全集成低压低功耗锁相环设计概述

锁相环是现代电路系统尤其是通信系统中非常重要的一个部分,通常锁相环的性能指标很大程度上影响着整个系统的整体性能。随着人们对低压低功耗的需求日益增长,低压低功耗锁相环的研究也成为了非常热门的方向。总结了近年来在低压低功耗锁相环研究方向具有代表性的技术和解决方案。低压下电荷泵电路电流的匹配、低压低功耗的压控振荡器的实现以及低压下较快速度的分频器设计都成为低压低功耗锁相环设计必须要面对的难题。     

用于电容式传感器的差动线性电路

提出了一种差动电容式传感器的前置电路 ,基于电容 /电压转换的原理 ,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系 ,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。实验表明 ,被测电容分辨力为 8fF ,灵敏度可达 3.82× 10 11V/F。实验结果和理论分析具有良好的一致性     

一种新型CMOS电容式绝对压力传感器的设计

提出了一种新型的采用标准CMOS工艺结合MEMS后处理工艺加工的电容式绝对压力传感器.传感器结构部分是由导体/介质层/导体组成的可变电容器.电容的上下极板分别为CMOS工艺中的多晶硅栅和n阱硅,中间介质层为栅氧化层.在CMOS工艺加工完之后,利用选择性的体硅腐蚀、pn结自停止腐蚀以及阳极键合等MEMS后处理工艺来得到传感器结构.与传统的电容式压力传感器相比,这种结构具有更大的初始固有电容,这样可以抑制寄生电容的影响,从而简化检测电路的设计.文中,应用多层膜理论模型分析了传感器的结构,并利用ANSYS有限元分析对模型进行了验证,并利用电容变化模型分析了传感器的灵敏度.对于边长为800 μm的敏感方膜,初始电容值为1 104pF,传感器灵敏度为46 fF/hPa.同时,本文给出了传感器的电容检测电路的设计.     

一种检测绝缘纸板微水分的电容式传感器

开发一种用于检测变压器绝缘纸板微水分的电容式传感器 ,该传感器通过感应绝缘纸板的介电常数在其干燥过程中的变化而用于在线实时检测。它灵敏度高、温度漂移小、便于安装和信号传送 ,其输出信号经处理后 ,可由微机处理并显示水的质数分数。介绍了传感器的工作原理、结构形式及相关系统。     

用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18 μm CMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9 dB,带宽160 Hz,等效输入噪声87 nV/rtHz.     

电容式传感系统数据处理电路的设计

传感器技术是现代自动化和信息化产业的重要组成部分,电容式传感器以其非接触测量、稳定性好等优点在微机电系统中有着广泛的应用。提出了一种电容式传感系统数据处理电路的设计方法,阐述了传感系统的组成,主要设计了电容转换电路,差动放大电路和低通滤波电路,在电路设计过程中通过Multisim10软件进行了电路仿真测试和数据分析。经...     

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现

设计了一种新型的传感器信号读取电路,该电路将传统的脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电路进行改进,对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制,在信号传输过程中,该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上,通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值.实验结果表明,该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系,电压转换精度分别达到0.34%、0.26%.此外,该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点,非常适合传感器信号的调理和读取.     

采用脉冲供电的催化传感器的工作性能研究

针对煤矿瓦斯监测系统中催化传感器功耗高的问题,提出了采用脉冲供电方式对传统供电方式进行改进的方法.分析了载体催化元件的工作特性和脉冲供电原理;通过实验研究了不同CH4浓度的标准气样下,供电脉冲频率、脉宽（即占空比）与传感器灵敏度之间的关系.实验结果表明：和普通催化传感器相比,采用脉冲供电的将会很大程度上降低催化传感器的功耗,延长便携式设备的生命周期;同时,分析得到采用脉冲供电的可行性和最佳频率.     

低剩磁误差磁通门的激励电路研究

降低磁通门剩磁误差的有效方法是增大激励电流的峰值,但大的激励电流峰值将增大功耗.带有足够高峰值的尖脉冲激励电流能降低剩磁误差,同时也降低了功耗,但是降低了传感器的灵敏度而且信号的处理难度增加.一种有效的解决方法是采用激励调谐方法获得所谓理想激励波形.本文提出用激励电路产生高峰值和低有效值激励信号的方法.与调谐激励方法不同,该方法采用积分器和微分器对输入方波信号进行处理后相加,得到一种在峰值处叠加有尖脉冲的三角波信号.电路不用仔细调谐,且尖脉冲的峰值比较容易调节,方便对剩磁误差的研究.针对尖脉冲的峰值固定的情况,还提出了仅由两个电阻,两个电容和一个运算放大器组成的改进型电路.实验结果表明:采用本文激励电路,在10 mT的磁场干扰后,磁通门的剩磁误差为0.5nT.     

基于电流镜积分读出电路的X射线CMOS图像传感器研究

基于电流镜积分读出电路的X射线CMOS图像传感器(CMI-X-IS)的原理,并对电流镜积分读出电路进行了计算机模拟.对CMI-X-IS的性能参数进行了测试,并对光电转换特性曲线进行了分析.设计了CMI-X-IS的应用电路,得到了不同密度、不同尺寸材料的视频信号波形.测试结果和实验表明,CMI-X-IS具有较低的暗噪声、较大的响应度、较高的输出电压和较宽的动态范围,可以应用于X射线实时成像检测领域.     

基于集成温度传感器的数显温控电路

设计了一种可供多领域使用的恒温箱控制电路。本电路选用集成温度传感器对箱的温度进行测量。温度信号经过一定的变换后,与预设的温度进行对比,从而产生控制信号以控制加热器的工作状态,达到使恒温箱温度恒定的目的,并以数字形式显示温度。     

称重配料系统传感器电源及放大电路

分析了LQBH - 10 0 0型沥青拌和机微机控制系统传感器电源和放大电路在系统中的重要性 ,提出了通过合理设计传感器电源及信号放大电路达到提高系统精确度、可靠性的方法。     

基于WiFi的超低功耗温湿度网络传感器设计

WiFi技术的功耗和定位问题是阻碍其在无线网络传感器中应用的核心问题.以集成了WiFi功能和ARM7内核的SoC芯片GS1010为核心,设计了一款超低功耗温湿度网络传感器,使用SHT15温湿度传感器对温湿度数据进行长期监测.软件系统在μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统下,实现了基于睡眠/唤醒机制的低能耗管理、基于SNMP协议的网络管理、基于RSSI的无线定位,以及传感器数据采集和无线传输.测试结果表明传感器工作稳定,达到低功耗温湿度监测和无线定位的要求.     

面向微小卫星的全视场数字太阳敏感器设计

本文提出一种新型的全视场数字太阳敏感器设计方法,其光学系统由全景鱼眼镜头和滤光膜组成。采用低功耗设计,在满足精度的要求下,使其能够适应微小卫星对于数字太阳敏感器功耗的限制。从工作原理出发,建立起该敏感器模型并通过软硬件实现,利用太阳模拟器对数字太阳敏感器进行标定及误差分析。实验表明,基于全景鱼眼镜头的数字太阳敏感器的视场为180°×360°,在160°×360°视场的测量3δ精度优于0.18°,整机功耗150 mW,能够满足微小卫星姿态确定系统对于数字太阳敏感器的需求。